解题思路:CuCl2和H2SO4溶于水制成的混合溶液,用石墨做电极电解,则阴极上发生的电极反应为:Cu2++2e-=Cu,2H++2e-=H2↑,阳极上发生电极反应:Cl--2e-=Cl2↑,4OH-→O2↑+2H2O+4e-,根据电子守恒和电极方程式进行计算即可.
阴极上发生的电极反应为:Cu2++2e-=Cu,2H++2e-=H2↑,
阳极上发生电极反应:2Cl--2e-=Cl2↑,4OH-→O2↑+2H2O+4e-,
阴极上有气体生成,可知Cu2+全部反应,n(Cu2+)=0.1mol,铜离子完全析出转移电子0.2mol,转移0.2mol电子时,氯离子完全放电生成0.1mol氯气,继续电解时,实质上是电解水,2H++2e-=H2↑,4OH--4e-=2H2O+O2,每转移4mol电子,H2产生2mol,O2产生1mol,由于阳极产生0.1molCl2,一段时间后在两极收集到的气体在相同条件下体积相同,所以电解水应转移电子0.4mol,要使两个电极生成相同体积的气体,则生成氢气0.2mol、氧气0.1mol,
A.根据阴极上析出铜和氢气的量计算,电路中转移电子数=(0.1mol×2+0.2mol×2)×NA/mol=0.6NA,故A错误;
B.通过以上分析知,生成氧气的物质的量为0.1mol,故B错误;
C.阴极增加的质量为铜的质量,铜质量=0.2mol×64g/mol=1.28g,故C错误;
D.根据电解过程可知,电解过程是电解氯化铜,电解水,硫酸的物质的量不变,溶液体积不变,则硫酸浓度=[0.1mol/0.2L]=0.5mol/L,故D正确;
故选D.
点评:
本题考点: 电解原理.
考点点评: 本题考查了电解原理,明确离子放电顺序是解本题关键,再结合转移电子相等确定阴阳极上生成物质,题目难度中等.